石油化工技術(shù)中膜分離技術(shù)研究

黃東新

[摘 要]伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們的生活水平也穩(wěn)步提高，這種情況促使人們對(duì)于石油的需求量越來越多。石油作為一種不可再生資源，對(duì)于人類的發(fā)展進(jìn)步有著非常重要的作用，通過對(duì)石油的提煉，能夠制造出豐富的用品，而且跟石油有關(guān)的產(chǎn)品在我們的生活中隨處可見。為了能夠使人們的生活水平更好，相關(guān)部門就應(yīng)該對(duì)石油化工技術(shù)進(jìn)行不斷的改進(jìn)，并將膜分離技術(shù)應(yīng)用在石油化工技術(shù)當(dāng)中，進(jìn)而增加石油化工業(yè)的生產(chǎn)效率。膜分離技術(shù)就是通過在純氣體介質(zhì)條件下或者純液體介質(zhì)條件下進(jìn)行介質(zhì)的分離，膜分離技術(shù)對(duì)比傳統(tǒng)的分離技術(shù)具有精度高、分離效率大的特點(diǎn)，進(jìn)而在工業(yè)生產(chǎn)中被大力應(yīng)用，而且應(yīng)用的效果非常好。

[關(guān)鍵詞]石油；化工技術(shù)；膜分離技術(shù)；研究

中圖分類號(hào)：TQ028.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）15-0204-01

引言：膜分離的研發(fā)是在上個(gè)世紀(jì)初期的時(shí)候，在上個(gè)世紀(jì)六十年代的時(shí)候膜分離技術(shù)開始進(jìn)行廣泛應(yīng)用，并且迅速崛起。其主要原理就是利用膜具有選擇性分離功能的特性，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離，而且膜分離技術(shù)能夠應(yīng)用于很多行業(yè)的生產(chǎn)中，而且通過這種技術(shù)還能夠提高生產(chǎn)效率，提高分離質(zhì)量，節(jié)約能源，環(huán)保。在石油化工技術(shù)中應(yīng)用膜分離技術(shù)能夠提高石油分離的效率，而且還能夠節(jié)約在石油分離過程中使用的資源、能源，為石油化工企業(yè)帶來了更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而使我國的石油產(chǎn)業(yè)能夠持續(xù)發(fā)展。

一、膜分離技術(shù)概述

膜分離技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)階段是上世紀(jì)5O年代，該時(shí)期主要是對(duì)膜分離技術(shù)基礎(chǔ)理論進(jìn)行研究。到了上世紀(jì)60年代至7O年代，膜分離技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)化生產(chǎn)中得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。80年代為拓展深化時(shí)期，逐步提高了工業(yè)化的膜分離技術(shù)的應(yīng)用水平，拓寬了應(yīng)用范圍，加大了對(duì)尚未實(shí)現(xiàn)的工業(yè)化膜分離技術(shù)的開發(fā)力度，開拓出了更多現(xiàn)代化新型的膜分離技術(shù)。

膜分離技術(shù)主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1.膜分離技術(shù)發(fā)生過程一般不需要從外界加入其他物質(zhì)，達(dá)到了節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的目的，同時(shí)多數(shù)膜分離過程沒有相變發(fā)生，其消耗的能源較低。

2.膜分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)了分離與濃縮、分離與反應(yīng)，大大提高了反應(yīng)的效率。

3.在溫和條件下，膜分離技術(shù)比較適用于熱敏性物質(zhì)的分離、分級(jí)、濃縮與富集。

4.膜分離技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，不僅適用于病毒、細(xì)菌以及微粒等有機(jī)物或者無機(jī)物的分離，還能應(yīng)用于許多特殊溶液體系的分離，比如沸物的分離。

5.膜分離技術(shù)中的膜組件十分簡單，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，比較容易與其他分離過程和反應(yīng)過程耦合，能實(shí)現(xiàn)自控、維修以及擴(kuò)大的目的；另外膜具有高度的靈活調(diào)節(jié)性能。

現(xiàn)如今發(fā)展的膜分離技術(shù)也存在一定的不足，比如在膜分離過程中會(huì)出現(xiàn)濃差極化和污染等問題，大大縮短了膜的使用壽命。通過常規(guī)方法不能體現(xiàn)分離的經(jīng)濟(jì)性和合理性時(shí)，膜分離過程會(huì)顯示其特有的優(yōu)勢，通過與常規(guī)分離過程相耦合為一個(gè)單元來運(yùn)用，能大大提高反應(yīng)的效率。

二、膜分離技術(shù)在石油化工技術(shù)中的應(yīng)用

（一）膜法水處理

在天然氣勘探、開采、運(yùn)輸、加工以及石油化工生產(chǎn)加工等過程中，往往需要大量不同等級(jí)的水，也需要處理不同種類的廢水。因此將膜分離技術(shù)應(yīng)用至此，實(shí)現(xiàn)成本低、水質(zhì)穩(wěn)定、工藝流程標(biāo)準(zhǔn)的各種用水需求。

1.海水的淡化

由于我困石油資源多數(shù)處于沙漠和深海區(qū)域，在開采過程中人員和設(shè)備用水一直是比較重要的問題，傳統(tǒng)的勘探和開采成本高，生產(chǎn)生活條件惡劣等，十分不利于石油的生產(chǎn)。因此將膜分離技術(shù)應(yīng)用于此，反滲透裝置流程簡單、裝置集成度高、比較容易運(yùn)輸和使用等，將其安裝在海上平臺(tái)，提高了海水淡化的效率，有效的緩解了上述問題。

2.油田回注過程用水處理

我國有很多油田都會(huì)使用二次采油或次采油工藝，經(jīng)過脫水處理后的原油一般情況下都會(huì)出現(xiàn)非常多的廢水。為了確保石油開采井附近的地質(zhì)保持穩(wěn)定，以及能夠繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，就必須用高壓水泵將水向地下層進(jìn)行回注，等到回注完成后，在對(duì)其進(jìn)行再次使用，進(jìn)而提升了對(duì)水的利用，這樣一來就能夠在一定程度上提高石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，所以說，膜分離技術(shù)在石油化工技術(shù)中的應(yīng)用前景是非常好的。

（二）膜法處理有機(jī)廢氣

有機(jī)廢氣是石油化工中最常見的污染物。廢氣中的有機(jī)物為揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），多數(shù)具有毒性，對(duì)人類健康和環(huán)境均有危害。部分有機(jī)物已被列為致癌物，如苯、多環(huán)芳烴、氯乙烯、乙腈等。由于VOCs的危害，西方發(fā)達(dá)國家均頒布法令對(duì)VOCs排放進(jìn)行控制。我國的“大氣污染防治法”也要求對(duì)工業(yè)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行回收利用。傳統(tǒng)的回收技術(shù)有冷凝法和炭吸附，冷凝法是最簡單的方法，炭吸附法是目前使用最廣的方法。有機(jī)氣體膜分離是一種高效的新型分離技術(shù)，其流程簡單、回收率高、能耗低，無二次污染，是一種非常有前途的技術(shù)。利用膜分離技術(shù)還可以防止冷凝法遇到的問題，如：冷凝低濃度和低沸點(diǎn)VOCs時(shí)而導(dǎo)致的低回收率；冷凝器需定期去霜；保持低冷凝溫度的高額費(fèi)用等問題。

（三）膜法脫除天然氣中的水蒸氣

目前用于脫除天然氣中水的分離方法以甘醇法吸收為主，20世紀(jì)80年代大慶天然氣公司從意大利CTIP公司引進(jìn)8套天然氣脫水裝置都采用三甘醇吸收法。在深冷、淺冷等裝置中也都采用注入乙二醇的方法來防止天然氣中水在冷凍過程中凝結(jié)凍堵管線。雖然甘醇脫水法具有高自動(dòng)化，操作方便、脫水效果好等優(yōu)點(diǎn)，但此法在運(yùn)行中也暴露出一些問題，如甘醇耗量大，增加了天然氣加工的成本。膜分離技術(shù)的應(yīng)用引起了天然氣脫水工藝的巨大變化，大大降低了成本，據(jù)報(bào)道，在美國路易斯安那州一個(gè)較大的氣體工廠中，安裝了一套膜處理系統(tǒng)來代替現(xiàn)行的胺處理和乙二醇脫水裝置，該系統(tǒng)不需要旋轉(zhuǎn)設(shè)備，操作亦無人看管。為開發(fā)這一經(jīng)濟(jì)效益顯著的新興技術(shù)，天然氣研究所與國內(nèi)有關(guān)單位合作，于1990年開發(fā)展了該項(xiàng)目的研究工作，并在引進(jìn)的100甘醇脫水工廠進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，天然氣經(jīng)膜分離處理后，露點(diǎn)降較大，最多可達(dá)17℃。

（四）膜法脫除天然氣中的酸性氣體

由于開采的天然氣中含有二氧化碳、硫化氫等酸性氣體，這些氣體的存在不僅會(huì)影響商品的質(zhì)量，還會(huì)形成酸液加快裝置設(shè)備的腐蝕，導(dǎo)致設(shè)備、管線投入成本十分巨大，大大增加了生產(chǎn)成本，因此脫除天然氣中的酸性氣體十分有必要。膜分離技術(shù)應(yīng)用于酸眭氣體的處理，因其方便靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、處理成本低等優(yōu)勢，取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。另外膜系統(tǒng)具備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、重量輕、占地少、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)語：通過上文中的敘述，我們能夠了解到，在石油化工技術(shù)中應(yīng)用膜分離技術(shù)能夠提高石油的分離效率，提高分離精度，節(jié)約資源能源，還能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行保護(hù)，因此，我們應(yīng)該對(duì)膜分離技術(shù)進(jìn)行大力推廣，并將其應(yīng)用在各行各業(yè)的生產(chǎn)中，提高人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，使石油化工產(chǎn)業(yè)能夠長期發(fā)展，符合我國的科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展理念。膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)非常多，使用設(shè)備占地小、分離過程穩(wěn)定性好、相關(guān)人員操作簡單、對(duì)環(huán)境有著保護(hù)作用等等，因此，膜分離技術(shù)在化工生產(chǎn)中可以大力的進(jìn)行使用和推廣，為我國的社會(huì)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來強(qiáng)勁的動(dòng)力。

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